焚烧炉燃烧控制系统应用研究

林清博，王光宗

（1.广西华谊新材料有限公司，广西 钦州 535000；2.湛江市长合环保科技有限公司，广东 湛江 524000）

引言

工业废弃液体焚烧炉主要是处理工业废液和将废弃物无害化处理的一种环保设备。根据焚烧炉的使用特点，经常使用的焚烧炉为喷射焚烧炉、辅助焚烧炉等。在焚烧炉使用的过程中燃烧控制系统是核心部分，其会直接影响到焚烧炉的运行情况。

1 工艺流程

浓缩废液与皂化废碱液在进入静态混合器之前，需要经过混合之后才能进入预处理罐中进行处理，在经过预处理搅拌器充分搅拌之后，才能送到废液泵中加压处理，之后再送到皂化液储槽中。

回收的固碱中主要的成分是Na2CO3。其主要的工艺流程是：较大的颗粒在焚烧炉内没有得到有效地燃烧，会落到焚烧炉的底层后继续燃烧，在高温下呈现出熔融状，通过焚烧炉底溜子槽排入到回收装置以此对渣碱进行回收。此外，还可以通过脱硫脱硝技术对烟气中的NOx和SO2进行处理，氨可以采用稀氨水作为还原剂，充分吸收废液燃烧过程中产生的SO2，与烟气产生反应可以脱去氮氧化物，保证烟气在排放的时候达到国家标准。皂化液在焚烧炉内燃烧的过程中会产生燃油或者是天然气。皂化废碱液和燃油（重油）在焚烧炉内燃烧时，重油经加热器加热，油枪蒸汽雾化后喷入焚烧炉燃烧；天然气主要在界区外供应。焚烧炉燃烧所需的氧气主要通过鼓风机送至空气加热器。经蒸汽加热后，分为两段送至焚烧炉[1]。

2 燃烧控制系统

燃烧控制系统在使用的过程中主要的作用是更好地控制焚烧炉内的助燃系统，这样才能保证废液在焚烧炉内的良好燃烧状态。该系统主要是由PLC控制器、燃气（燃油）切断阀、电磁阀、油气燃烧器、废液燃烧器等装置组成。

2.1 安全联锁控制方案

在炉膛的运行过程中，控制系统中存有的8个气（油）燃烧器的火焰检测信号能够保障炉膛处于安全稳定的运行状态。需要注意的是，必须在炉膛火焰熄灭后及时切断燃气（油），避免因可燃性油雾或气体进入电除尘室引起闪爆。由于废液焚烧炉的特殊工况，炉内产生的碱块容易将火焰熄灭。为了确保安全，也为了最大程度的避免因火焰检测信号忽然熄火而出现的连锁失误操作，联锁逻辑采用8取3的联锁方式（8≈3）。其过程原理如下：联锁只有当8支气（油）枪的正常火焰检测信号小于或等于3时才能切断主气阀和供油泵[2]。除此之外，当气泡压力不低于1.33 MPa，气泡液位为不高于10%时，主气阀和供油泵也应联锁和切断，以避免压力容器或干罐的气泡超压导致破裂。

2.2 燃油燃烧器点火程序

规范燃油燃烧器的相关程序，其点火程序需按以下标准：先点燃指示灯，然后点燃主油枪，才可以打开主油路切断阀。首先手动打开少量助燃空气，然后用手动阀少量打开雾化蒸汽，用手动阀缓慢加油直至点燃燃油器。若是经过这一系列的步骤没有成功点火，需要在第一时间将油枪手动阀关闭，并用蒸汽吹扫15 min后，再重复以上过程。在成功点火之后，主油枪火焰检测器能够检测到火焰，主油路切断阀保持打开，并通过系统控制指令进行正常工作。开小火经过10～20 min稳定后，这时才可以将火焰调至洁白、明亮、洁净，长度、厚度合适。

3 脱硫废液制酸技术

（1）在焚烧炉使用过程中，多相调节分离器将含硫泡沫从含硫废液中分离出来，将粗硫和副盐雾化进入焚烧炉。在此过程中，应防止干粉进料不均、管道堵塞、风帽堵塞等。

（2）在正常生产过程中，焚烧炉段不需要消耗太多的焦炉内气体。温度应控制在1 050 ℃以下，以抑制NOx的产生。后期产生的尾气经处理达标后排放。

（3）硫磺泡沫中含有大量的脱硫循环液。过滤后返回脱硫系统净化区50～60 t/d，用于废水脱盐，使硫磺泡沫和脱硫废液同时输送，一次处理。

（4）因为脱硫废液中会含有一定量的焦粉、煤粉等杂质，容易导致管道堵塞。此时可采用压滤法进行处理，有效解决管道堵塞问题。

（5）因为在浓缩工段的焦粉、煤粉等排放口安装了逸散气体收集装置，所以，气体收集完成之后可以将其作为帮助燃烧的空气应用到焚烧炉中[3]。

4 回转窑焚烧技术

现阶段，在进行废液燃烧的过程中经常会使用回转窑+二燃室的工艺。回转窑焚烧方法是目前使用的一种非常成熟的危险废物处理技术。其在使用过程中具有适应能力强、操作工艺简单等特点。

回转窑焚烧炉中两个重要的系统分别是回转炉和二次燃烧室。回转窑的形状是一个具有坡度的圆柱形物体，内部是由隔热材料以及耐火砖组成。通过使用回转窑，能够有效促进废弃物的混合以及燃烧[4]。二次燃烧室与回转窑的窑尾紧密相连，通常是立式结构。在对一些高热值的废弃液体与废气进行处理时，通常是通过喷嘴进行雾化处理后喷入到二次燃烧室进行燃烧，或者是将其喷入到回转窑进行助燃；其中，低热值废弃液体主要是从回转窑进料口喷出，这样可以增加废弃液体在高温阶段的停留时间，更好地促进废液的蒸发以及分解，在废液燃烧完以后，其产生的废渣可以从回转窑的尾部落入到出渣的系统中。

实际应用过程中，回转窑的窑头以及窑尾可以通过喷入辅助燃烧的材料来保证回转窑内的废液燃烧温度，未燃烧殆尽的可燃气体会随着焚烧系统的负压进入二燃室进行燃烧，直至完成燃烧过程。此外，含盐废液在固态排渣炉中焚烧会出现很严重的结渣情况，这时经常会使用液态排渣炉，其运行的温度要大于1 000 ℃。用回转窑焚烧废液最大的优势是可以同时处理废液与固态废弃物，且适用于所有可以焚烧处理的废液。

5 安全措施

在焚烧炉燃烧控制系统中，全自动燃烧的过程中主要包括自动点火、设备漏气检测、熄火保护等各项安全防护措施。

（1）燃气泄漏是最危险的因素，因此，准确无误的检漏装置可以确保主燃气阀的安全性。

（2）燃烧器内设有稳焰板，点火电极设置在回流区，这样能够确保顺利点火和火焰的稳定性，避免火焰分离或熄火。在此之中，火焰与燃烧器金属壁之间要具备充足的接触面积。

（3）所选用的火焰探测器应具有两种检测类型：电离型和紫外线光敏型，这样能够保证监测工作的可靠性。火焰探测器都具备自诊断功能，在出现故障的时候电源会自动切断。对于紫外线光敏性探测器来说，要做好安装角度与火焰距离的相关工作，避免出现盲区，还要防止高温燃烧问题。

（4）吹扫时间要做好合理设置，必须要在点火之前进行充分吹扫，要确保炉膛内没有爆炸性气体形成。需要特别注意的是，要使用氮气进行燃气燃烧器的吹扫；使用蒸汽进行燃油燃烧器的吹扫。

（5）在焚烧炉使用的过程中要稳定燃气压力与助燃风压，还可以合理设置低压保护装置。

（6）在焚烧炉使用的过程中需要选择具有高质量的控制器、电磁阀等仪器仪表。

（7）要保证焚烧炉管道内部的清洁与干净，严格保证管道连接处的可靠性，远离热源。

6 结语

综上所述，焚烧炉的应用十分广泛，可将工业废液、工业废气、固体废弃物燃料、医疗垃圾以及生活废品等进行高温燃烧，因此，焚烧物质不同，所使用的焚烧炉形式也不同，其所用的燃料和燃烧控制系统也各不相同。为了保证焚烧炉的稳定运行以及安全运行，燃烧控制系统的运行就格外重要。根据焚烧炉的使用政策，需要对焚烧炉进行合理的设计，应把燃烧效率以及节能性能也考虑在内，在实际应用中，要进行正确操作，以达到无害化处理的目的，从而实现保护环境的目的。